JP2020039992A - 軟水器 - Google Patents

Abstract

【課題】停電が発生した場合であってもイオン交換樹脂充填槽内の塩水を含んだ処理水が流出することや、再生運転で塩水が不足して再生不十分となることのない軟水器の提供。【解決手段】イオン交換樹脂９に被処理水を通水させて軟水化処理を行う軟水器１で、イオン交換樹脂９が充填されたイオン交換樹脂充填槽２、イオン交換樹脂９を再生するための塩水を貯めるための塩水タンク４を備え、イオン交換樹脂充填槽２内のイオン交換樹脂９に被処理水を通水させて軟水化する軟水化運転、イオン交換樹脂充填槽の内部を洗浄する洗浄運転、塩水タンク４内の塩水をイオン交換樹脂充填槽２内のイオン交換樹脂９に通水させてイオン交換樹脂９を再生する再生運転、および塩水タンクの内部に水を供給する給水運転を切り替える制御部１３とを備え、制御部１３が制御部１３へ電気が供給された直後に洗浄運転および給水運転が行われるように制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂充填槽に被処理水を通水させて軟水化処理を行う軟水器に関する。

イオン交換樹脂を用いた軟水器は、停電復旧後に薬液タンクへの逆流などの不要な水の流入を防止し得る手段として、流路制御弁の位置初期化処理を開始するのに先立って、薬液弁が閉じられていないかを判断し、薬液弁が開いている状態であるときには薬液弁の位置初期化処理を最初に行った後に薬液弁を閉じる制御を行い、薬液弁が閉じている状態であるときには薬液弁の位置初期化処理に先行してバイパス弁、入水弁および採水弁の位置初期化処理を行うように構成されている。

特開２０１０−２４７１０３号公報

しかしながら、特許文献１に提案されている軟水器では、薬液弁の逆流等は防ぐことができるが、イオン交換樹脂充填槽内に薬液が残っている状態で通水を行うと薬液が吐水される問題がある。さらに、薬液が使用された場合は、再生処理に必要な薬液量が不足してイオン交換樹脂の再生が不十分となる問題がある。

上記課題を解決する本発明は、イオン交換樹脂に被処理水を通水させて軟水化処理を行う軟水器であって、
イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂充填槽と、
イオン交換樹脂を再生するための塩水を貯めるための塩水タンクと、
前記イオン交換樹脂充填槽内の前記イオン交換樹脂に被処理水を通水させて軟水化する軟水化運転、前記イオン交換樹脂充填槽の内部を洗浄する洗浄運転、前記塩水タンク内の前記塩水を前記イオン交換樹脂充填槽内の前記イオン交換樹脂に通水させてイオン交換樹脂を再生する再生運転、および前記塩水タンクの内部に水を供給する給水運転を切り替える制御部と、を備え、
前記制御部が、制御部へ電気が供給された直後に、前記洗浄運転および前記給水運転が行われるように制御する。

本発明によれば、再生運転途中に停電がありイオン交換樹脂充填槽に塩水が残った場合であっても、制御部へ電気が供給された直後に洗浄運転が行われるため、イオン交換樹脂充填槽内の塩水が軟水出口管から流出することを防止できる。さらに、制御部へ電気が供給された直後に給水運転が行われるため、次回再生運転で塩水が不足して再生不十分となることを防止できる。

図１は、本発明の軟水器の一実施形態を示す概略構成図である。 図２は、図１の軟水器での軟水化運転時の水の流れを示す概略図である。 図３は、図１の軟水器での逆洗浄運転時の水の流れを示す概略図である。 図４は、図１の軟水器での再生運転時の水の流れを示す概略図である。 図５は、図１の軟水器での正洗浄運転時の水の流れを示す概略図である。 図６は、図１の軟水器での給水運転時の水の流れを示す概略図である。 図７は、実施形態１での洗浄給水運転、洗浄再生給水運転および洗浄運転の実施タイミングを示すフローチャートである。 図８は、参考実施形態１での洗浄給水運転、洗浄再生給水運転および洗浄運転の実施タイミングを示すフローチャートである。

[軟水器の構成]
本発明の軟水器の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１を参照する。軟水器１は、イオン交換樹脂９を収納したイオン交換樹脂充填槽２、イオン交換樹脂充填槽２の上面に原水などの通水方向を切替えるコントロールバルブ３、コントロールバルブ３を制御する制御部１３、およびイオン交換樹脂を再生する塩水１４を貯めるための塩水タンク４で構成されている。コントロールバルブ３には、原水を供給する原水入口管５、軟水を供給する軟水出口管６、および排水出口管７がそれぞれ連設されている。塩水タンク４とイオン交換樹脂充填槽２とはコントロールバルブ３を介して塩水管１２で連設されている。

イオン交換樹脂充填槽２は、内部に所定量のイオン交換樹脂９が充填された有底筒形の容器である。原水入口管５から供給される原水が被処理水となって、コントロールバルブ３および上部フィルタ１０を介してイオン交換樹脂充填槽２内に流入される。そして、被処理水がイオン交換樹脂充填槽２内を通過することによって軟水化処理されて軟水となる。軟水は下部フィルタ１１から集水管８に入り、集水管８を通って、コントロールバルブ３を介して軟水出口管６から流出する。

上部フィルタ１０は、イオン交換樹脂９は漏らさず、被処理水は通過させるフィルタ機能を有する。そのため、上部フィルタ１０に形成されている開口の大きさはイオン交換樹脂９の粒径よりも小さくなっている。また、通水での圧力損失を低減させるため、上部フィルタ１０の開口率は強度の許す限り大きい方が好ましい。また、同様に下部フィルタ１１の開口率も強度の許す限り大きい方が好ましい。

制御部１３は、軟水器の各部を制御するマイコンを備えた制御基板で構成されている。制御部１３には、後述するイオン交換樹脂９の再生運転や洗浄運転を開始するかどうかを判断するための計時手段としてのタイマーＡ、イオン交換樹脂充填槽２への積算通水量をカウントするカウンター、およびイオン交換樹脂充填槽２への総通水量をカウントするカウンターを備えている。

[軟水器の動作]
次に、このように構成された軟水器１の動作について説明する。軟水器１は、軟水を供給する軟水化運転の他に、逆洗浄運転、再生運転、正洗浄運転、給水運転などの各種の運転を行う。軟水器１に備えられた制御部１３の制御によって、適時にイオン交換樹脂９の再生運転や逆洗浄運転が自動的に行なわれる。なお、本願では、逆洗浄運転と正洗浄運転とを合わせて洗浄運転と称する。

[軟水化運転]
軟水化運転について図２を用いて説明する。軟水化運転は、被処理水である原水を軟水化する工程である。原水入口管５から供給される被処理水を、コントロールバルブ３を介して上部フィルタ１０に流入させ、上部フィルタ１０からイオン交換樹脂充填槽２内を下向きに流す。そして、イオン交換樹脂９の作用により硬水である被処理水を軟水にする。その後、軟水を下部フィルタ１１に流入させ、集水管８を通してコントロールバルブ３を介して軟水出口管６に流出する。

[逆洗浄運転]
逆洗浄運転について図３を用いて説明する。逆洗浄運転は、イオン交換樹脂充填槽２に軟水化運転と逆方向の通水を行ってイオン交換樹脂９に付着した異物を排出する工程である。制御部１３によりコントロールバルブ３を切替えて、原水入口管５からの原水を、コントロールバルブ３を介して、集水管８を通して下部フィルタ１１に流入させる。そして原水を、イオン交換樹脂充填槽２の内部を下側から上側に向かって流し、上部フィルタ１０に流入させる。最後に、異物を含んだ原水を、コントロールバルブ３を介して排水出口管７から排出する。

[再生運転]
再生運転について図４を用いて説明する。再生運転は、イオン交換樹脂充填槽２内のイオン交換樹脂９に塩水を流して、イオン交換樹脂９の再生処理を行う工程である。制御部１３によりコントロールバルブ３を切替えて、塩タンク４内の塩水１４を、塩水管１２を通し、コントロールバルブ３を介して上部フィルタ１０に流入させる。そして塩水を、上部フィルタ１０からイオン交換樹脂充填槽２内を下向きに流し、イオン交換樹脂９の再生を行う。イオン交換樹脂９の再生処理に使われた塩水を、下部フィルタ１１に流入させ、集水管８を通してコントロールバルブ３を介して排水出口管７から排出する。

[正洗浄運転]
正洗浄運転について図５を用いて説明する。正洗浄運転は、イオン交換樹脂充填槽２に軟水化運転と同じ方向の通水を行って配管内に残った塩水などを洗浄して排出する工程である。制御部１３によりコントロールバルブ３を切替えて、原水入口管５からの原水を、コントロールバルブ３を介して上部フィルタ１０に流入させる。そして原水を、上部フィルタ１０からイオン交換樹脂充填槽２内を下向きに流し、下部フィルタ１１に流入させ、集水管８を通してコントロールバルブ３を介して排水出口管７から排出する。

[給水運転]
給水運転について図６を用いて説明する。給水運転は、イオン交換樹脂９の再生運転の前の、塩水１４を生成するための工程である。制御部１３によりコントロールバルブ３を切替えて、原水入口管５からの原水を、コントロールバルブ３を介して塩水管１２に通し、塩水タンク４へ所定の分量だけ給水する。

本発明の軟水器を実際に運転させる手順を説明する。なお、以下の説明は本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の範囲内で他の実施形態でも実施ができる。

＜実施形態１＞
図７は、軟水器１での各種運転の実施タイミングを示すフローチャートである。軟水器１の制御部１３へ電気が供給された直後に、コントロールバルブ３が流路を切り替えてイオン交換樹脂９の逆洗浄運転、正洗浄運転および給水運転をこの順に行う（ステップＷ１）。以後、ステップＷ１の運転を洗浄給水運転と称する。洗浄給水運転では、イオン交換樹脂９に付着した異物を除去し、さらに配管内に残った塩水を排出するのに必要な分量の原水がイオン交換樹脂充填槽２に供給され、さらに塩水タンク４へも所定量の原水が供給される。

したがって、給水運転途中に停電が起こり、塩水タンク４内に塩水１４が供給されていない状態で放置されたとしても、その後停電から制御部１３へ電気が供給された直後に洗浄給水運転が行われるため、後に実施される再生運転で塩水が不足して再生不十分となることを防止できる。

洗浄給水運転が完了すると、制御部１３は、洗浄給水運転完了後からの経過時間を監視するタイマーＡのカウントと、洗浄給水運転完了後からの通水量の積算値を監視する積算量カウンターのカウントを開始する（ステップＳ１）。

本実施形態では、再生運転や洗浄運転を開始する時刻を設定時刻としている。本実施形態では再生運転や洗浄運転を、使用頻度が比較的少ない午前０時から午前６時の間、好ましくは午前３時に行うように設定されている。制御部１３は現在の時刻が設定時刻か否かを判断する(ステップＳ２)。現在の時刻が設定時刻になると(ステップＳ２の判断が「ＹＥＳ」)、ステップＳ３に進む。図７では設定時刻が午前３時に設定されている。

なお、ステップＳ２の設定時刻は、軟水器の使用頻度などに応じて適宜変更できる。たとえば、夜間勤務等で午前３時の使用頻度が多い場合は、午後３時に再生運転や洗浄運転が行われるように設定することもできる。

タイマーＡと積算量カウンターは、イオン交換樹脂９の再生運転を行うタイミングを決定する。本実施形態では再生運転を９日ごとまたは積算通水量１．９トンごとに行うように設定されている。制御部１３は、先ずタイマーＡのカウント値が９日未満であるか否かを判断する(ステップＳ３)。タイマーＡのカウントが９日未満であると（ステップＳ３が「ＹＥＳ」）、次に積算通水量のカウント値が１．９トン未満であるか否かを判断する（ステップＳ４）。

ステップＳ４の設定積算量は、被処理水の硬度に応じて適宜変更できる。例えば、被処理水の硬度が高い場合は被処理水の処理量が少なくなるため、１．５トンごとなど短い間隔で再生運転が行われるように設定することもできる。

制御部１３は、タイマーＡのカウントが９日以上になると（ステップＳ３の判断が「ＮＯ」）、コントロールバルブ３の流路を切り替えて、イオン交換樹脂９の再生運転を行う（ステップＳ６）。本実施形態では、再生運転の前に先ず逆洗浄運転を行い、再生運転の後に正洗浄運転と給水運転をこの順に行う。この逆洗浄運転、再生運転、正洗浄運転および給水運転をこの順に行う一連の運転を洗浄再生給水運転と称する。そしてイオン交換樹脂９の洗浄再生給水運転が完了すると、制御部１３はタイマーＡのカウントおよび積算量カウンターのカウントをリセットする(ステップＳ７)。タイマーＡと積算量カウンターは再びカウントを開始し（ステップＳ１）、イオン交換樹脂９の再生運転後の経過時間や積算通水量を測定する。

また、制御部１３は、タイマーＡのカウントが９日未満であっても（ステップＳ３の判断が「ＹＥＳ」）、積算通水量が１．９トン以上になると（ステップＳ４の判断が「ＮＯ」）、上述と同様に、コントロールバルブ３の流路を切り替えて、イオン交換樹脂９の洗浄再生給水運転を行う（ステップＳ６）。

一方、経過日数が９日未満で（ステップＳ３の判断が「ＹＥＳ」）、積算通水量が１．９トン未満であり(ステップＳ４の判断が「ＹＥＳ」)、なおかつ軟水器１に通水が無い場合には、イオン交換樹脂充填槽２内の被処理水がイオン交換樹脂充填槽２内に滞留した状態となる。この状態が長く続くとイオン交換樹脂９から浸出する有機物等によって被処理水が着色されてしまうので、イオン交換樹脂充填槽２内を洗浄する必要がある。そのため、本実施形態の軟水器１では、経過日数が９日未満で（ステップＳ３の判断が「ＹＥＳ」）、積算通水量が１．９トン未満であっても(ステップＳ４の判断が「ＹＥＳ」)、設定時刻になると、イオン交換樹脂充填槽２内の洗浄運転（逆洗浄運転と正洗浄運転）を行う。洗浄運転を所定時間行うことで、イオン交換樹脂９に付着した異物が除去され、さらに配管内に残った塩水を排出するのに必要な分量の原水がイオン交換樹脂充填槽２に供給される。

本実施形態１では、再生途中に停電があり、イオン交換樹脂充填槽２に塩水が残った場合であっても、制御部１３へ電気が供給された直後に洗浄運転が行なわれるため、イオン交換樹脂充填槽２内の塩水が軟水出口管６から流出することを防止できる。さらに、制御部１３へ電気が供給された直後に給水運転が行われるため、次回再生運転で塩水１４が不足して再生不十分となることを防止できる。

＜参考実施形態１＞
軟水器１の運転の参考例として、参考実施形態１を説明する。図８は、参考実施形態１の実施タイミングを示すフローチャートである。この参考実施形態１と上述した実施形態１との違いは、参考実施形態１では洗浄給水運転を行う前に、総通水量の値によって洗浄給水運転を行うかどうかを判断する処理が追加されている。この追加された処理以外は、実施形態１と共通するので、共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、参考実施形態１では、軟水器１の制御部１３へ電気が供給された直後に、制御部１３は通水量の積算値を監視する総通水量カウンターのカウントを開始する（ステップＷ１）。

この総通水量カウンターは、軟水器１に通水される水の量をリセットされることなく積算し続けており、洗浄給水運転を行うタイミングを決定する。参考実施形態１では、軟水器１を一般家庭に施工した直後に実施する洗浄運転において使用する水量を想定して、総通水量を１００Ｌ以上に設定している。制御部１３は、総通水量のカウント値が１００Ｌ以上か否かを判断する（ステップＷ２）。総通水量のカウンターが１００Ｌ未満であると（ステップＷ２の判断が「ＮＯ」）、ステップＷ３を飛ばして、ステップＳ１に進む。総通水量のカウンターが１００Ｌ以上であると（ステップＷ２の判断が「ＹＥＳ」)、ステップＷ３に進み、次いでステップＳ１に進む。ステップＷ３では、コントロールバルブ３が流路を切り替えて、洗浄給水運転が実施される。このように、制御部１３へ電気が供給された直後に通水量の積算値に応じて、ステップＷ３の洗浄給水運転を実施するか否かを選択する理由は次のとおりである。

先ず軟水器１が一般家庭に施工される前の軟水器１が組み立てられている組立ラインでは、電気を供給しての通電検査が行われる。この通電検査を行っている間に洗浄給水運転が実施されると、洗浄給水運転が完了するまでの間に通電検査を待機しなければならず、検査の効率が悪くなる。そこで、総通水量カウンターで積算されている通水量を見て、軟水器１が一般家庭に施工される前の総通水量が少ない間は、洗浄給水運転を行わないようにして、通電検査を効率よく進められるようにしている。

一方、軟水器１が一般家庭に施工されて、使用者によって使用が開始された後は、制御部１３に電気が供給された直後に洗浄給水運転が実施される必要がある。そこで、一般家庭に施工された直後に実施される洗浄運転により使用される水量を目安にして、総通水量がその目安値以上になっていれば、制御部１３に電気が供給された直後に洗浄給水運転を実施するようにしている。本参考形態１では、この目安量を１００Ｌに設定している。こうしておけば、施工直後に実施される洗浄運転が完了し、使用者によって使用が開始された後は、制御部１３に電気が供給された直後に洗浄給水運転が実施される。

なお、ステップＷ２の総通水量は、軟水器１の施工直後に実施する洗浄運転の通水量などに応じて適宜変更できる。例えば、イオン交換樹脂充填槽２内のイオン交換樹脂９の量が少ないなどにより、洗浄運転の通水量が少なくてよい場合は、総通水量を５０Ｌに設定することもできる。

１ 軟水器
２ イオン交換樹脂充填槽
３ コントロールバルブ
４ 塩水タンク
５ 原水入口管
６ 軟水出口管
７ 排水出口管
８ 集水管
９ イオン交換樹脂
１０ 上部フィルタ
１１ 下部フィルタ
１２ 塩水管
１３ 制御部
１４ 塩水

Claims (1)

1. イオン交換樹脂に被処理水を通水させて軟水化処理を行う軟水器であって、
   イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂充填槽と、
   イオン交換樹脂を再生するための塩水を貯めるための塩水タンクと、
   前記イオン交換樹脂充填槽内の前記イオン交換樹脂に被処理水を通水させて軟水化する軟水化運転、前記イオン交換樹脂充填槽の内部を洗浄する洗浄運転、前記塩水タンク内の前記塩水を前記イオン交換樹脂充填槽内の前記イオン交換樹脂に通水させてイオン交換樹脂を再生する再生運転、および前記塩水タンクの内部に水を供給する給水運転を切り替える制御部と、を備え、
   前記制御部が、制御部へ電気が供給された直後に、前記洗浄運転および前記給水運転が行われるように制御する、軟水器。

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